Voor kleine boeren in arme landen is kunstmest niet altijd een optie. Het is te duur en niet overal voorhanden. Onderzoekers van de Technische Universiteit Eindhoven hebben een kleine reactor ontwikkeld die met water en lucht kunstmest kan maken op zonne-energie. De reactor is nu voor het eerst getest door collega-onderzoekers in Oeganda.

Planten hebben voldoende voedingsstoffen nodig om goed te groeien, zoals stikstof, fosfor en kalium. Nu bestaat lucht voor bijna tachtig procent uit stikstof, toch is het stikstof in de lucht niet reactief en daardoor lastig toegankelijk voor planten. Veel boeren gebruiken daarom stikstofhoudend kunstmest. 

Voor boeren in ontwikkelingslanden is kunstmest echter vaak te duur. Onderzoekers van de Technische Universiteit Eindhoven (TU/e) werken daarom aan een methode om met weinig middelen goedkoop en gemakkelijk zelf kunstmest te maken op basis van stikstof uit de lucht.

 

Reactieve moleculen

Het apparaat bestaat uit een plasmareactor, hierin worden de stikstofmoleculen uit de lucht met elektriciteit geïoniseerd. De gasmoleculen zijn dan in de zogeheten plasma toestand en zijn erg reactief. Door dit geïoniseerde gas door water heen te bubbelen lossen de gasmoleculen op en ontstaan onder andere nitraten, een vorm van stikstof die makkelijk op te nemen is voor planten.

‘De techniek is niet het meest vernieuwende aan dit onderzoek’, zegt hoogleraar Fausto Gallucci, hoofdonderzoeker van de TU/e. ‘Bijzonder is dat deze reactor puur op zonne-energie werkt en dat onze collega’s in Oeganda, die niet bekend zijn met plasmatechnologie, het prototype van de reactor succesvol kunnen gebruiken.’

 

Als de zon schijnt

Ook de collega’s in Oeganda van de National Agricultural Research Organisation (NARO) zijn enthousiast. ‘Het is een kwestie van de reactor aanzetten als de zon schijnt’, zegt onderzoeker Stella Kabiri. ‘Na een paar minuten hebben we al nitraathoudend mestwater.’

Volgens Kabiri is deze techniek veelbelovend voor boeren in Oeganda: ‘De beperkte toegang tot kunstmest is waardoor de landbouw in veel Afrikaanse landen niet van de grond komt. Daarnaast is het goed om te weten dat boeren hier in Oeganda bijna twee keer zoveel betalen voor kunstmest als boeren in Europa of Amerika. Dus een goedkopere manier voor de boeren om zelf kunstmest te maken zou de oplossing kunnen bieden.’

 

Goedkope sensoren

Het onderzoeksproject is onderdeel van Project AFRICA van Leap-Agri, een onderzoeksprogramma voor landbouwers in ontwikkelingslanden gesubsidieerd door de EU. Vanuit dit programma willen de onderzoekers een minireactor maken voor commercieel gebruik. ‘De reactor is nu nog een enorme doos die bijna leeg is, alleen maar zodat de reactor niet beschadigd tijdens het vervoer en gebruik’, zegt Gallucci. ‘Het volume van de reactor zelf is slechts enkele milliliters.’

Uiteindelijk moet deze techniek worden doorontwikkeld tot een schaalbare reactor die geschikt is om te gebruiken door boeren. Daarnaast werken collega’s van Project AFRICA in Portugal aan goedkope sensoren die het nitraat-gehalte in de grond kunnen meten. ‘Als we deze sensoren in combinatie met de plasmareactor kunnen gebruiken, kan de reactor de concentratie van nitraat in het mestwater aanpassen aan wat nodig is op het land’, zegt Gallucci.

In augustus is het onderzoeksproject klaar. Om de reactor verder te ontwikkelen tot een product op de markt is een spin-off gestart, genaamd 4th State Technologies. Gallucci verwacht dat de reactor binnen ongeveer vijf jaar klaar is voor commercieel gebruik.

 

Beeld: Stella Kabiri